2021年我國數字經濟規(guī)模達45.5萬億元， 占GDP的39.8%，其中產業(yè)數字化部分達到了37.18萬億元， 占GDP的32.5%，是數字經濟的主戰(zhàn)場。依據《十四五信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》圍繞機械、汽車、航空、航天、船舶、兵器、電子、電力等重點裝備領域， 建設數字化車間和智能工廠，構建面向裝備全生命周期的數字孿生系統(tǒng)。

系統(tǒng)背景

數字孿生的概念最早起源于2003年的邁克爾教授的生命周期管理課程，起初這個概念是由三個部分組成，即真實、虛擬空間以及兩者之間的數據連接，但當時還沒有確定"數字孿生"的具體概念。2010年，邁克爾教授在自己的著作中正式為其命名。因為在制造系統(tǒng)中物理對象的種類和展現(xiàn)形式較為豐富，所以對應的定義較為多樣化。2018年，國際上又提出新的研究概念，數字孿生能夠對產品進行全面數字化處理，它可以有效模擬系統(tǒng)在穩(wěn)定環(huán)境中的運行狀況。

圖1.數字孿生可視化系統(tǒng)

系統(tǒng)原理 數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數字孿生是一種超越現(xiàn)實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數字映射系統(tǒng)。

數字孿生在整個價值鏈中革新了流程。作為產品，生產過程 或性能的虛擬表示，它使各個過程階段得以無縫鏈接。這可以持 續(xù)提高效率，最大程度地降低故障率，縮短開發(fā)周期，并開辟新 的商機：換句話說，它可以創(chuàng)造持久的競爭優(yōu)勢。

圖2.數字孿生模型組件

訊維通過數據孿生的原理，以定制化的方式，將數據源實時接入、數字面板呈現(xiàn)、三維模型/地理信息孿生場景構建等可視化應用功能為目標，打造全新訊維數字孿生可視化系統(tǒng)，以高效率的幫助客戶/伙伴滿足指揮中心、數字化展廳、智慧城市等各類數字化場景的應用建設。具體應用如下：

指揮中心：作用于業(yè)務監(jiān)測 、運營指揮 、運維監(jiān)測等 時效性較高的場景，為企業(yè)決策提供數據 輔助 、指揮調度提供有力的保障。

數字展廳：用于工作匯報、參觀視察、發(fā)布演示，結合企業(yè)文化，整理策劃出獨特的故事線，有助于展示企業(yè)能力，提升對外形象。

智慧城市：通過業(yè)務數據、物聯(lián)網數據的實時接入、關聯(lián)分析、數據可視化應用，為企業(yè)分析人員、決策者提供數字化管理服務。

訊維數字孿生可視化系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的數據展示平臺具有眾多優(yōu)勢，具體表現(xiàn)有：

數據動態(tài)交互

訊維數字孿生可視化系統(tǒng)中的物理對象和數字空間能夠雙向映射、動態(tài)交互和實時連接，具備以多樣的數字模型映射物理實體的能力，具有能夠在不同數字模型之間轉換、合并和建立"表達"。

表征實時映射

訊維數字孿生可視化系統(tǒng)以一種計算機可識別和處理的方式管理數據以對隨時間軸變化的物理實體進行表征。表征的對象包括外觀、狀態(tài)、屬性、內在機理，形成物理實體實時狀態(tài)的數字虛體映射。

模型高度仿真

訊維數字孿生可視化系統(tǒng)通過精細化的數字模型構建，確保數字虛體模型和物理實體的幾何結構、細節(jié)特點高度仿真。不僅保持幾何結構的高度仿真，還在狀態(tài)、相態(tài)和時態(tài)上也高度仿真。

圖4.數字孿生定制化流程

系統(tǒng)統(tǒng)一管理 訊維數字孿生可視化系統(tǒng)的數字虛體，用于描述物理實體的可視化模型和內在機理，以便于對物理實體的狀態(tài)數據進行監(jiān)視、分析推理、優(yōu)化工藝參數和運行參數，實現(xiàn)決策功能，進行統(tǒng)一管理。

豐富模型組件

訊維數字孿生可視化系統(tǒng)具備豐富的模型組件，包括二維平面組件及3D模型組件，可根據用戶需求進行定制。

應用場景定制

訊維數字孿生可視化系統(tǒng)提供定制化的數字孿生可視化場景定制服務，為客戶打造獨一無二的數字可視化系統(tǒng)。

訊維數字孿生可視化系統(tǒng)在行業(yè)數字化升級、數字化管理中有著重要的意義，充分利用大數據技術和信息技術，能夠實現(xiàn)物理對象和虛擬模型的相互映射，提升物理實體虛擬化和信息化的發(fā)展程度，能夠大大提升系統(tǒng)的應用價值。訊維數字孿生可視化系統(tǒng)除了智能制造領域，還可在眾多領域具有廣泛應用，包括醫(yī)學分析、工程建設、指揮調度、數字展示、文旅教育、智慧城市、水利、通信、能源調度等領域。

審核編輯 黃宇